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JP7778422B2 - Insert-molded torsion bar hinge - Google Patents
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JP7778422B2 - Insert-molded torsion bar hinge - Google Patents

Insert-molded torsion bar hinge

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JP7778422B2 JP2024535202A JP2024535202A JP7778422B2 JP 7778422 B2 JP7778422 B2 JP 7778422B2 JP 2024535202 A JP2024535202 A JP 2024535202A JP 2024535202 A JP2024535202 A JP 2024535202A JP 7778422 B2 JP7778422 B2 JP 7778422B2
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Description

トーションヒンジは一般に多くの用途に使用されており、産業界では多くの種類がある。一例として、ヒンジ軸線にコイル状のトーションばねが挿入されたピアノヒンジがある。これらのヒンジは、一般的にプレス成形された板金のブラケットで作られ、この場合、コイルばねは中立角度の公差を含み、製品に、外観や露出状態が影響を与えつつ目に見える形で残る。別の例として挙げられるトーションバーヒンジの設計でも、一般に、ヒンジリーフを別々にプレスし、トーションバーを形成し、ヒンジリーフを組立後に圧着することを必要としており、遊びや中立角度の公差が追加され、さらに組立が複雑化する可能性を有している。他の金属製トーションばねヒンジは、ヒンジバレルの内側にコイル状のトーションばねを使用しているため、直径が大きくなる。このようなヒンジの中には、プレス成形された板金のブラケットを、より大きなプラスチック成形のヒンジリーフに取り付けなければならないものもある。これには、複数の追加の部品と、追加の組立ステップが必要とされる。 Torsion hinges are commonly used in many applications and come in many varieties across industry. One example is piano hinges, which feature a coiled torsion spring inserted into the hinge axis. These hinges are typically constructed with a stamped sheet metal bracket, where the coiled spring has a neutral angle tolerance that remains visible in the product, affecting appearance and exposure. Another example, torsion bar hinge designs, typically require the hinge leaves to be stamped separately, a torsion bar formed, and then crimped after assembly, adding play and neutral angle tolerance and potentially further complicating assembly. Other metal torsion spring hinges use a coiled torsion spring inside the hinge barrel, resulting in a larger diameter. Some of these hinges require a stamped sheet metal bracket to be attached to a larger, molded plastic hinge leaf, which requires multiple additional parts and additional assembly steps.

これらの欠点があるため、スリーブやブッシュを追加することなくトーションばねトルクを提供する、コンパクトなトーションばねヒンジの設計が必要とされている。また、リベット止めや形成作業をなくし、機能的・外観的な利点を得る必要もある。これらの理由及びその他の理由から、本発明が必要とされている。 Due to these drawbacks, there is a need for a compact torsion spring hinge design that provides torsion spring torque without the need for additional sleeves or bushings. There is also a need to eliminate riveting and forming operations while still achieving functional and aesthetic benefits. For these and other reasons, there is a need for the present invention.

添付の図面は、実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、実施形態を示し、説明と共に実施形態の原理を説明するのに役立つものである。他の実施形態及び実施形態の意図された利点の多くは、以下の詳細な説明を参照することにより理解が深まるにつれて容易に理解されるであろう。図面の要素は、必ずしも相対的に縮尺通りではない。同様の参照数字は、対応する同様の部品を示す。 The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the embodiments, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain the principles of the embodiments. Other embodiments and many of the intended advantages of the embodiments will be readily appreciated as they become better understood by reference to the following detailed description. Elements in the drawings are not necessarily to scale relative to one another. Like reference numerals indicate corresponding like parts.

図1a~1bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。1a-1b illustrate an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図1cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 1c is an exploded view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図1dは、図1a~図1cにおけるインサート成形トーションバーヒンジを形成するための金型キャビティを示す図である。FIG. 1d shows a mold cavity for forming the insert molded torsion bar hinge of FIGS. 1a-1c. 図1eは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの、部分的にゴースト化された断面側面図である。FIG. 1e is a partially ghosted cross-sectional side view of an insert-molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図1fは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの一部の、部分的にゴースト化された詳細図である。FIG. 1f is a partially ghosted detailed view of a portion of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図1gは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの一部の詳細図である。FIG. 1g is a detailed view of a portion of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図2aは、一実施形態による成形されたトーションバーヒンジを示す図である。FIG. 2a illustrates a molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図2bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの詳細図である。FIG. 2b is a detailed view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図2cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 2c is an exploded view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図3aは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。FIG. 3a illustrates an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図3bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの断面図である。FIG. 3b is a cross-sectional view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図3cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 3c is an exploded view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図4aは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。FIG. 4a illustrates an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図4bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの断面図である。FIG. 4b is a cross-sectional view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図4cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 4c is an exploded view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図5aは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。FIG. 5a illustrates an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図5bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 5b is an exploded view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図5cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの詳細図である。FIG. 5c is a detailed view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図5dは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの側面図である。FIG. 5d is a side view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図5eは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの断面図である。FIG. 5e is a cross-sectional view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図6aは、一実施形態によるヒンジ付きデバイスを示す図である。FIG. 6a shows a hinged device according to one embodiment. 図6bは、一実施形態によるヒンジ付きデバイスの分解図である。FIG. 6b is an exploded view of a hinged device according to one embodiment. 図6cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。FIG. 6c illustrates an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図6dは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジの断面図である。FIG. 6d is a cross-sectional view of an insert molded torsion bar hinge according to one embodiment. 図7a~7cは、一実施形態による折り畳みシステムを示す図である。7a-7c show a folding system according to one embodiment. 図8a~8bは、多軸のインサート成形トーションバーヒンジを示す図である。8a-8b show a multi-axis insert molded torsion bar hinge. 図8cは、多軸のインサート成形トーションバーヒンジの分解図である。FIG. 8c is an exploded view of a multi-axis insert molded torsion bar hinge.

詳細な説明
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成し、本発明が実施され得る特定の実施形態が例示として示されている添付の図面を参照する。この点に関して、「上」、「下」、「前」、「後」、「先頭」、「末尾」などの方向用語は、説明される図の向きを参照して使用される。実施形態の構成要素は、多数の異なる向きに配置され得るため、方向に関する用語は、説明の目的で使用され、決して限定するものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し、構造的又は論理的な変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捉えられるものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
DETAILED DESCRIPTION In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. In this regard, directional terms such as "top,""bottom,""front,""back,""leading," and "tail" are used with reference to the orientation of the figures being described. Because components of the embodiments may be positioned in many different orientations, the directional terminology is used for purposes of explanation and is in no way limiting. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

本明細書で説明する様々な例示的実施形態の特徴は、特に言及のない限り、互いに組み合わせることができることを理解されたい。 It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other, unless otherwise noted.

図1a~1bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ10を示す。図1cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ10の分解図を示す。一実施形態において、インサート成形トーションバーヒンジ10は、第1のヒンジ要素12、第2のヒンジ要素14、トーションバー16、及びナックル18を含む。トーションバー16は、主バー本体16a、第1の端部16b、及び第2の端部16cを含む。一実施形態では、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14は、主トーションヒンジ軸線Xに沿って互いに相対的に回転され、トーションバー16は、インサート成形トーションバーヒンジ10にトーションばねトルクを与える。 Figures 1a-1b show an insert-molded torsion bar hinge 10 according to one embodiment. Figure 1c shows an exploded view of the insert-molded torsion bar hinge 10 according to one embodiment. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 10 includes a first hinge element 12, a second hinge element 14, a torsion bar 16, and a knuckle 18. The torsion bar 16 includes a main bar body 16a, a first end 16b, and a second end 16c. In one embodiment, the first hinge element 12 and the second hinge element 14 are rotated relative to one another along the main torsion hinge axis X, and the torsion bar 16 provides a torsion spring torque to the insert-molded torsion bar hinge 10.

一実施形態では、トーションバー16の第1の端部16bは、第1のヒンジ要素12内に完全に埋め込まれ、トーションバー16の第2の端部16cは、第2のヒンジ要素14内に完全に埋め込まれ、一方、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14からの交互に配置されるナックル18は、主バー本体16aの部分に延びている。このように、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14が互いに相対的に回転されるとき、例えば、第1のヒンジ要素12が図1aの「平らな」位置から図1bの「垂直に近い」位置まで回転されるとき、トーションバー16の第1の端部16bは第1のヒンジ要素12と共に回転され、一方、第2の端部16cは所定の位置に保持される。トーションバー16の両端のこの回転は、インサート成形トーションバーヒンジ10にトーションばねトルクを生成する。 In one embodiment, the first end 16b of the torsion bar 16 is fully embedded within the first hinge element 12, and the second end 16c of the torsion bar 16 is fully embedded within the second hinge element 14, while the alternating knuckles 18 from the first hinge element 12 and the second hinge element 14 extend into portions of the main bar body 16a. Thus, when the first hinge element 12 and the second hinge element 14 are rotated relative to one another—for example, when the first hinge element 12 is rotated from the "flat" position of FIG. 1a to the "near-vertical" position of FIG. 1b—the first end 16b of the torsion bar 16 rotates with the first hinge element 12, while the second end 16c is held in place. This rotation of both ends of the torsion bar 16 generates a torsion spring torque in the insert-molded torsion bar hinge 10.

一実施形態では、図1aにおける第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14の位置は、中立ばね位置である。その位置では、トーションバー16の第1の端部16b及び第2の端部16cは曲がっておらず、弛緩状態にある。第2のヒンジ要素12、及びそれに応じて第2の端部16bが、図1bに図示された垂直に近い位置まで回転させられると、トーションバー16は、その中立の弛緩状態から屈曲状態に移動する。 In one embodiment, the position of the first hinge element 12 and the second hinge element 14 in FIG. 1a is a neutral spring position. In that position, the first end 16b and the second end 16c of the torsion bar 16 are unbent and relaxed. When the second hinge element 12, and accordingly the second end 16b, is rotated to the near-vertical position shown in FIG. 1b, the torsion bar 16 moves from its neutral relaxed state to a bent state.

実施形態では、第1の端部16b及び第2の端部16cは、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14にそれぞれ固定されるように輪郭付けられる。一実施形態では、主バー本体16aが主トーションヒンジ軸線Xに沿って延在する一方で、第1の端部16b及び第2の端部16cは、それぞれ第1のヒンジ要素12内及び第2のヒンジ要素14内に埋め込まれたときに、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14に固定され、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14と共に回転するように、主トーションヒンジ軸線Xから非平行方向に延在するように輪郭付けられる。第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14に固定するために第1の端部16b及び第2の端部16cを輪郭付けするための他の構成も可能であるが、これについてはさらに後述する。 In an embodiment, the first end 16b and the second end 16c are contoured to be secured to the first hinge element 12 and the second hinge element 14, respectively. In one embodiment, the main bar body 16a extends along the primary torsional hinge axis X, while the first end 16b and the second end 16c are contoured to extend in a non-parallel direction from the primary torsional hinge axis X so as to be secured to and rotate with the first hinge element 12 and the second hinge element 14 when embedded within the first hinge element 12 and the second hinge element 14, respectively. Other configurations for contouring the first end 16b and the second end 16c to be secured to the first hinge element 12 and the second hinge element 14 are possible, as will be discussed further below.

一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ10は、金型キャビティに溶融材料を射出する射出成形プロセスで形成される。射出成形は、熱可塑性ポリマーや熱硬化性ポリマーを含む多くの材料で行うことができる。成形部品用の材料は、加熱されたバレルに供給され、混合され、金型キャビティに射出され、そこで冷却されてキャビティの形状に合わせて硬化する。 In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 10 is formed using an injection molding process in which molten material is injected into a mold cavity. Injection molding can be done with many materials, including thermoplastic and thermoset polymers. The material for the molded part is fed into a heated barrel, mixed, and injected into the mold cavity, where it cools and hardens to conform to the shape of the cavity.

図1dは、インサート成形トーションバーヒンジ10の形成に使用される金型キャビティ20を示す。まず、トーションバー16が金型キャビティ20に入れられる。一実施形態では、金型キャビティは第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24を有し、これらはそれぞれ図1bに図示した第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14のネガティブ像である。トーションバー16の第1の端部16bは、第1のヒンジ要素12を形成する第1の金型キャビティ部22内に配置され、第2の端部16cは、第2のヒンジ要素14を形成する第2の金型キャビティ部24内に配置される。金型キャビティ22内では、トーションバーの主バー本体16aが第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24の間で交互に配置され、ナックル18が主バー本体16a上に形成される。一実施形態では、トーションバー16の上に形成されたナックル18の半分は、第1のヒンジ要素12の一部であって第1の金型キャビティ部22に形成され、トーションバー16の上に形成されたナックル18の残りの半分は、第2のヒンジ要素14の一部であって第2の金型キャビティ部24に形成される。ヒンジ要素の一方が他方より多くのナックル18を有するような他の組み合わせも可能である。 FIG. 1d shows a mold cavity 20 used to form the insert-molded torsion bar hinge 10. First, the torsion bar 16 is placed into the mold cavity 20. In one embodiment, the mold cavity has a first mold cavity section 22 and a second mold cavity section 24, which are negative images of the first hinge element 12 and the second hinge element 14, respectively, shown in FIG. 1b. The first end 16b of the torsion bar 16 is positioned within the first mold cavity section 22, which forms the first hinge element 12, and the second end 16c is positioned within the second mold cavity section 24, which forms the second hinge element 14. Within the mold cavity 22, the main bar bodies 16a of the torsion bar are alternately positioned between the first mold cavity section 22 and the second mold cavity section 24, and the knuckles 18 are formed on the main bar bodies 16a. In one embodiment, half of the knuckles 18 formed on the torsion bar 16 are part of the first hinge element 12 and are formed in the first mold cavity section 22, and the other half of the knuckles 18 formed on the torsion bar 16 are part of the second hinge element 14 and are formed in the second mold cavity section 24. Other combinations are possible, with one hinge element having more knuckles 18 than the other.

一実施形態では、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14は、金型キャビティに含めるだけで、部品に追加コストをかけることなく、多種多様な取付機能を含むことができる。これらの機能には、ねじ逃げ穴、スナップフィット、接着パッド、スタッド及びその他の一般的な方法が含まれ得る。各ヒンジ要素には、構造的支持のために選択されたリブ/厚さ、様々なプラスチックの色や質感と共に、外観上の輪郭や形状を含めることもでき、トーションばねヒンジ製品を作るために現在必要とされている追加部品や加工を避けることができる。 In one embodiment, the first hinge element 12 and the second hinge element 14 can include a wide variety of attachment features simply by including them in the mold cavity, without adding additional cost to the part. These features can include threaded relief holes, snap fits, adhesive pads, studs, and other common methods. Each hinge element can also include cosmetic contours and shapes, along with selected ribs/thicknesses for structural support and various plastic colors and textures, avoiding the additional parts and processing currently required to create torsion spring hinge products.

一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ10は、金型キャビティ20の第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24への単発の成形材料で形成される。主ランナー21が高温成形材料を供給し、この成形材料は、ランナー21a、21bを介して第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24の両方に分流される。インサート成形トーションバーヒンジ10は、第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24とトーションバー16の上に単発で形成されるため、製造工程が大幅に簡略化され、部品点数が限定され、安定かつ一貫した性能を持つトーションヒンジデバイスが得られる。成形材料が第1の金型キャビティ部22及び第2の金型キャビティ部24のそれぞれに流れ込むと、成形材料は第1のヒンジ要素12の第1の端部16bを完全に取り囲んで包み込み、第2のヒンジ要素14の第2の端部16cを完全に取り囲んで包み込む。その後、成形材料は、冷却により定位置で固化し、トーションバーの第1の端部16b及び第2の端部16cを隔離し、第1のヒンジ要素12と第1の端部16bとの間、又は第2のヒンジ要素14と第2の端部16cとの間に遊びがないようにする。一実施形態では、トーションバー16は、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14を形成する成形材料によって、排他的に固定される。このように、インサート成形トーションバーヒンジ10は、追加部品の取り付けや、他のデバイスの固定が必要ない、より単純なヒンジである。 In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 10 is formed in a single shot into the first mold cavity portion 22 and the second mold cavity portion 24 of the mold cavity 20. A main runner 21 supplies hot molding material, which is diverted to both the first mold cavity portion 22 and the second mold cavity portion 24 via runners 21a, 21b. Because the insert-molded torsion bar hinge 10 is formed in a single shot into the first mold cavity portion 22 and the second mold cavity portion 24 and over the torsion bar 16, the manufacturing process is significantly simplified, the number of parts is limited, and a torsion hinge device with stable and consistent performance is obtained. As the molding material flows into the first and second mold cavity sections 22, 24, respectively, it completely surrounds and encases the first end 16b of the first hinge element 12 and the second end 16c of the second hinge element 14. The molding material then cools and solidifies in place, isolating the first and second ends 16b, 16c of the torsion bar and eliminating any play between the first and second hinge elements 12, 14 and the second hinge element 14. In one embodiment, the torsion bar 16 is exclusively secured by the molding material forming the first and second hinge elements 12, 14. In this manner, the insert-molded torsion bar hinge 10 is a simpler hinge that does not require the attachment of additional parts or fastening devices.

ヒンジ部品がプレス成形された板金ブラケットである従来のトーションヒンジの構成では、トーションバーはヒンジ部品を備える位置に曲げ入れられ、かつ、バーを曲げてからヒンジ部品に配置するためにヒンジ部品に隙間を残す必要がある。しかし、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14はトーションバー16の周囲に成形されるため、隙間や開口部は必要なく、代わりに、インサート成形されたトーションバーヒンジ10の第1の端部16b及び第2の端部16cを成形材料が完全に取り囲み、包含する。 In conventional torsion hinge designs where the hinge components are press-formed sheet metal brackets, the torsion bar must be bent into position with the hinge components, leaving a gap in the hinge components to allow the bar to be bent and then placed into the hinge components. However, because the first hinge element 12 and second hinge element 14 are molded around the torsion bar 16, no gap or opening is necessary; instead, the molding material completely surrounds and encapsulates the first end 16b and second end 16c of the insert-molded torsion bar hinge 10.

さらに、トーションバー16の周りに直接成形することで、成形位置がばねヒンジの中立角度を決定する。これにより、先のシステムで典型的である製品のばらつきが取り除かれるが、先のシステムでは、トーションバーを中立位置になるように曲げるか、又は巻きコイルばねを使用することで、製品ごとに一定水準のばらつきが生じている。金型22は所望の中立角度で構成され、若干の許容差が端部16bと16cに含まれる。それに応じて、溶融プラスチックが端部16bと16cを包含するときには、トーションバーの公差から生じる隙間は埋められ、製品ごとに変わらない一貫した結果が得られる。 Additionally, by molding directly around the torsion bar 16, the molding position determines the neutral angle of the spring hinge. This eliminates the product variability typical of prior systems, which either bend the torsion bar to the neutral position or use a wound coil spring, introduce a level of product-to-product variability. The mold 22 is configured for the desired neutral angle, with a small tolerance included for ends 16b and 16c. Accordingly, when the molten plastic embraces ends 16b and 16c, any gaps resulting from the torsion bar tolerances are filled, resulting in consistent results from product to product.

図1eは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ10の、部分的にゴーストされた断面側面図である。第1のヒンジ要素12は、第1のヒンジ要素12内に延びる第1の端部16bが見えるように、部分的にゴースト化されている。また、ナックル18は、第1のヒンジ要素12と第2のヒンジ要素14との間の領域に図示されている。一実施形態では、トーションバー16は、0.080インチ(2.032mm)の外径D16を有し、金属製である。一実施形態では、ナックル18は成形プラスチック材料であり、8mmの外径D18を有する。インサート成形トーションバーヒンジ10が安定した性能を有し、使用によるひずみに耐えるようにするため、一実施形態では、ナックル18の外径D18は、トーションバー16の外径D16の2~6倍の間である。別の実施形態では、ナックル18の外径D18は、トーションバー16の外径D16より1mm~8mm大きい。 FIG. 1e is a partially ghosted cross-sectional side view of an insert-molded torsion bar hinge 10 according to one embodiment. The first hinge element 12 is partially ghosted to reveal the first end 16b extending into the first hinge element 12. The knuckle 18 is also shown in the region between the first hinge element 12 and the second hinge element 14. In one embodiment, the torsion bar 16 has an outer diameter D 16 of 0.080 inches (2.032 mm) and is made of metal. In one embodiment, the knuckle 18 is a molded plastic material and has an outer diameter D 18 of 8 mm. To ensure that the insert-molded torsion bar hinge 10 has stable performance and can withstand strains from use, in one embodiment, the outer diameter D 18 of the knuckle 18 is between 2 and 6 times the outer diameter D 16 of the torsion bar 16. In another embodiment, the outer diameter D 18 of the knuckle 18 is between 1 mm and 8 mm larger than the outer diameter D 16 of the torsion bar 16 .

さらに、図1eは、インサート成形トーションバーヒンジ10が、その製造中にトーションバー16にどのように公差を与えるかを示す。第1の端部16bは、その角度位置の差異D20と共に図示されている。トーションバー16は、その形成過程における不完全性のため、完全な直線にならないことがある。その形成によっては、トーションバーは、形成中に金型キャビティ内に位置決めされる際に、わずかに下向きに角度が付けられたり、大部分が水平になったり、又はわずかに上向きに角度が付けられる場合がある。しかし、成形材料が流入して第1の端部16bを包み込むと、その中立位置は第1のヒンジ要素12と第2のヒンジ要素14の相対位置によって設定されるため、その相対角度位置はインサート成形トーションバーヒンジ10の性能に影響を与えない。第2の端部16cの相対角度位置についても同様である。 Additionally, FIG. 1e illustrates how the insert-molded torsion bar hinge 10 accommodates tolerances on the torsion bar 16 during its manufacture. The first end 16b is illustrated with a difference D 20 in its angular position. The torsion bar 16 may not be perfectly straight due to imperfections in its formation. Depending on its formation, the torsion bar may be angled slightly downward, mostly horizontal, or slightly upward when positioned within the mold cavity during formation. However, once the molding material flows and engulfs the first end 16b, its neutral position is set by the relative positions of the first hinge element 12 and the second hinge element 14, so that relative angular position does not affect the performance of the insert-molded torsion bar hinge 10. The same is true for the relative angular position of the second end 16c.

図1fは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ10の一部を部分的にゴースト化した詳細図である。トーションバー16の第2の端部16cは、第2のヒンジ要素14を形成する成形材料内に完全に固定されており、主バー本体16aは、(第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14の両方の)ナックル18を形成する成形材料を通って延びる。第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14が主トーションヒンジ軸線Xを中心に回転するときに、主バー本体16aがナックル18内で相対的に自由に回転するように、主バー本体16aは円筒形に形成される。しかしながら、第2の端部16cは、主トーションヒンジ軸線Xに対して非平行方向に延び、かつ、第2のヒンジ要素14の成形材料内に完全に埋め込まれているため、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14が主トーションヒンジ軸線Xを中心に回転されても、第2の端部16cは、第2のヒンジ要素14内に、固定されたままである。さらに図示されるように、トーションバーの端部16b及び16cは、成形プロセスにおいてそれらがヒンジ要素12及び14に固定される様々な方法によって、変形又は修正されてもよい、 Figure 1f is a partially ghosted detailed view of a portion of an insert-molded torsion bar hinge 10 according to one embodiment. The second end 16c of the torsion bar 16 is fully fixed within the molding material forming the second hinge element 14, and the main bar body 16a extends through the molding material forming the knuckles 18 (of both the first hinge element 12 and the second hinge element 14). The main bar body 16a is formed cylindrically so that it rotates relatively freely within the knuckles 18 as the first hinge element 12 and the second hinge element 14 rotate about the main torsion hinge axis X. However, because the second end 16c extends in a direction non-parallel to the primary torsion hinge axis X and is fully embedded within the molding material of the second hinge element 14, the second end 16c remains fixed within the second hinge element 14 even when the first hinge element 12 and the second hinge element 14 are rotated about the primary torsion hinge axis X. As further illustrated, the torsion bar ends 16b and 16c may be deformed or modified by various methods by which they are fixed to the hinge elements 12 and 14 during the molding process.

図1fにも見られるように、トーションバー16の長さにも公差がある。上述したように、角度位置が必ずしも正確でない場合があるのと同様に、トーションバー16の長さもD20に沿ってわずかに異なる。しかし、この場合も、金型キャビティ20はこれらのわずかな変動に対応し、金型材料が第2の端部16cの内部及び周囲に流れ込むと、第2のハウジング14内に固定される。 As can be seen in Figure 1f, there is also a tolerance in the length of the torsion bar 16. Just as the angular position may not always be exact, as noted above, the length of the torsion bar 16 will also vary slightly along D 20. However, again, the mold cavity 20 will accommodate these slight variations and secure it within the second housing 14 once the mold material flows into and around the second end 16c.

図1gは、インサート成形トーションバーヒンジ10の一部の詳細図を示す。一実施形態では、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14のそれぞれに交互にナックル18が形成され、トーションバー16の主バー本体16aが各ナックル18の成形材料に固定されている。図1gは、第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14の成形工程によって形成されたナックル18を示す。一実施形態では、トーションバー16を支持するために第1のヒンジ要素12及び第2のヒンジ要素14に設けられるナックル18の数は、トーションバー16のトルク及び運動要件に依存する。一実施形態では、各トーションバー16に対して少なくとも2つのナックル18がある。 Figure 1g shows a detailed view of a portion of the insert-molded torsion bar hinge 10. In one embodiment, alternating knuckles 18 are formed on each of the first and second hinge elements 12, 14, with the main bar body 16a of the torsion bar 16 secured to the molding material of each knuckle 18. Figure 1g shows the knuckles 18 formed by the molding process of the first and second hinge elements 12, 14. In one embodiment, the number of knuckles 18 provided on the first and second hinge elements 12, 14 to support the torsion bar 16 depends on the torque and movement requirements of the torsion bar 16. In one embodiment, there are at least two knuckles 18 for each torsion bar 16.

一実施形態では、トーションバー16は、ヒンジ運動が可能であるように、かつ、インサート成形トーションバーヒンジ10のトーションバー16にトーションばねエネルギーが蓄えられるように、各ナックル18内で滑るように構成されている。ヒンジ要素12内の、第1の端部16bに最も近いナックル18は、主バー16aの中央寄りに配置されたナックル18よりも、トーションバー表面に対する相対運動が小さくなる。ヒンジ要素12内の、端部16bから最も遠いナックル18は、より多くの相対運動をする。ヒンジ要素14内の第2の端部16cについても同様である。トーションバー16表面と接触しているナックル18のプラスチックは、通常、摩擦係数が低く、半径が小さく、プラスチック成形収縮による圧力が低いように構成されている。ナックル18とトーションバー16との間にはある程度の摩擦トルクが存在するが、典型的には、トーションバー16のねじれ回転によりトーションバー16に発生するばねトルクよりもはるかに低くなるように構成されている。 In one embodiment, the torsion bar 16 is configured to slide within each knuckle 18 to allow hinging motion and to store torsional spring energy in the torsion bar 16 of the insert-molded torsion bar hinge 10. The knuckles 18 closest to the first end 16b in the hinge element 12 have less relative movement relative to the torsion bar surface than the knuckles 18 located closer to the center of the main bar 16a. The knuckles 18 furthest from the end 16b in the hinge element 12 have more relative movement. The same is true for the second end 16c in the hinge element 14. The plastic of the knuckles 18 in contact with the torsion bar 16 surface is typically configured for a low coefficient of friction, small radius, and low stress due to plastic molding shrinkage. Although there is some friction torque between the knuckle 18 and the torsion bar 16, it is typically configured to be much lower than the spring torque generated in the torsion bar 16 due to the torsional rotation of the torsion bar 16.

一実施形態では、ナックル18とトーションバー16との間の摩擦トルクを調整することが望ましい場合がある。これは、代替の実施形態によるいくつかの構成で行うことができる。一実施形態では、ナックル18とトーションバー16との間の摩擦トルクは、ナックル18に切り欠き18aを設けることによって調整される。一実施形態では、成形されたプラスチック材料が除去されて、ナックル18に切り欠き18aが形成される。別の実施形態では、ナックル18を形成する一部として切り欠き18aが形成されるように金型キャビティが調整される。いずれの場合も、中実18bのナックル18に比べて、切り欠き18aが設けられたナックル18とトーションバー16との間の摩擦トルクは小さくなる。さらに、トーションバー16の表面仕上げは、摩擦を増加又は減少させるように調整することができる。また、摩擦トルクを調整するために、プラスチック材料の選択、プラスチック添加剤の使用及びトーションバーコーティングの使用をしてもよい。 In one embodiment, it may be desirable to adjust the friction torque between the knuckle 18 and the torsion bar 16. This can be accomplished in several configurations according to alternative embodiments. In one embodiment, the friction torque between the knuckle 18 and the torsion bar 16 is adjusted by providing a notch 18a in the knuckle 18. In one embodiment, molded plastic material is removed to form the notch 18a in the knuckle 18. In another embodiment, the mold cavity is adjusted to form the notch 18a as part of forming the knuckle 18. In either case, the friction torque between the knuckle 18 with the notch 18a and the torsion bar 16 is reduced compared to a knuckle 18 with a solid 18b. Additionally, the surface finish of the torsion bar 16 can be adjusted to increase or decrease friction. The choice of plastic material, the use of plastic additives, and the use of torsion bar coatings may also be used to adjust the friction torque.

図2a~2bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ40を示す。図2cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ40の分解図を示す。一実施形態において、インサート成形トーションバーヒンジ40は、第1のヒンジ要素42、第2のヒンジ要素44、第1のトーションバー46及びナックル48(図の簡略化のため、そのうちの数個のみラベル付けされている)を含む。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ40は、第2のトーションバー56、第3のトーションバー66及び第4のトーションバー76をさらに含む。一実施形態では、追加トーションバー56、66及び76は、同一の主トーションヒンジ軸線X上に軸方向に間隔をあけて配置される。一実施形態では、追加トーションバーは、いくつかの用途では、より長いヒンジ及び/又はより高いトルク要件に適合するように構成される。さらに、追加トーションバーは、インサート成形トーションバーヒンジ40のトルクの一貫性を向上させる。 Figures 2a-2b illustrate an insert-molded torsion bar hinge 40 according to one embodiment. Figure 2c illustrates an exploded view of the insert-molded torsion bar hinge 40 according to one embodiment. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 40 includes a first hinge element 42, a second hinge element 44, a first torsion bar 46, and a knuckle 48 (only a few of which are labeled for clarity). In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 40 further includes a second torsion bar 56, a third torsion bar 66, and a fourth torsion bar 76. In one embodiment, the additional torsion bars 56, 66, and 76 are axially spaced apart on the same primary torsion hinge axis X. In one embodiment, the additional torsion bars are configured to accommodate longer hinge lengths and/or higher torque requirements in some applications. Furthermore, the additional torsion bars improve the torque consistency of the insert-molded torsion bar hinge 40.

上記のヒンジ10と同様に、トーションバー46の第1の端部46cは第1のヒンジ要素42内に完全に埋め込まれ、トーションバー46の第2の端部46bは第2のヒンジ要素44内に完全に埋め込まれ、一方、第1のヒンジ要素42及び第2のヒンジ要素44からの交互に配置されるナックル48はトーションバー46の主バー本体46aの部分に延びている。第2のトーションバー56、第3のトーションバー66及び第4のトーションバー76も同様に埋め込まれる。このように、第1のヒンジ要素42及び第2のヒンジ要素44が互いに相対的に回転されると、トーションバー46~76の第1の端部は第1のヒンジ要素42とともに回転され、一方、トーションバー46~76の第2の端部は所定の位置に保持される。トーションバー46~76の端部のこの回転は、インサート成形トーションバーヒンジ40にトーションばねトルクを生じさせる。 Similar to hinge 10 described above, the first end 46c of the torsion bar 46 is fully embedded within the first hinge element 42, and the second end 46b of the torsion bar 46 is fully embedded within the second hinge element 44, while alternating knuckles 48 from the first hinge element 42 and the second hinge element 44 extend into portions of the main bar body 46a of the torsion bar 46. The second torsion bar 56, the third torsion bar 66, and the fourth torsion bar 76 are similarly embedded. Thus, when the first hinge element 42 and the second hinge element 44 are rotated relative to one another, the first ends of the torsion bars 46-76 rotate with the first hinge element 42, while the second ends of the torsion bars 46-76 are held in place. This rotation of the ends of the torsion bars 46-76 creates a torsion spring torque in the insert-molded torsion bar hinge 40.

図2a~2cには4本のトーションバーが図示されているが、より多く又はより少なくてもよい。さらに、各トーションバーの長さ、及びそれぞれにおけるトーションバーの数は、ヒンジ10のばね定数を制御するために選択することができる。しかしながら、全てのトーションバーが一度に一緒に成形されるため、この実施形態では、公知のヒンジで発生する、曲げ及び組み立てによる、遊びと公差の積み重なりをなくすことができる。 Although four torsion bars are shown in Figures 2a-2c, more or fewer may be used. Furthermore, the length of each torsion bar, and the number of torsion bars in each, can be selected to control the spring constant of the hinge 10. However, because all of the torsion bars are molded together at once, this embodiment eliminates the play and tolerance buildup that occurs with known hinges due to bending and assembly.

一実施形態では、第1~第4のトーションバー46、56、66及び76は、互いに相対的に移動する第1のヒンジ要素42及び第2のヒンジ要素44に所望の位置で脚力を与えるために、必要に応じて追加位置に平行移動又は鏡面移動させることができる。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ40は、図1dに関して上述したものと同様の金型キャビティ内で射出成形により形成される。トーションバー46~76は、キャビティ内に材料を射出する前に金型内に配置され、それによって第1のヒンジ要素42及び第2のヒンジ要素44の金型材料がトーションバー46~76の端部に直接接触し、完全に取り囲む。 In one embodiment, the first through fourth torsion bars 46, 56, 66, and 76 can be translated or mirrored to additional positions as needed to provide leg forces at desired locations to the first hinge element 42 and second hinge element 44, which move relative to one another. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 40 is formed by injection molding in a mold cavity similar to that described above with reference to FIG. 1d. The torsion bars 46-76 are placed in the mold prior to injecting material into the cavity, so that the mold material of the first hinge element 42 and second hinge element 44 directly contacts and completely surrounds the ends of the torsion bars 46-76.

図3a~3bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ80を示す図である。図3cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ80の分解図である。一実施形態において、インサート成形トーションバーヒンジ80は、第1のヒンジ要素82、第2のヒンジ要素84、第1のトーションバー86及びナックル88(図の簡略化のため、そのうちの数個のみラベル付けされている)を含む。 Figures 3a-3b illustrate an insert-molded torsion bar hinge 80 according to one embodiment. Figure 3c illustrates an exploded view of the insert-molded torsion bar hinge 80 according to one embodiment. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 80 includes a first hinge element 82, a second hinge element 84, a first torsion bar 86, and a knuckle 88 (only some of which are labeled for clarity).

一実施形態では、インサート成形されたトーションバーヒンジ80は、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92をさらに含む。一実施形態では、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92は、トーションバー86の端部からの力を第1のヒンジ要素82及び第2のヒンジ要素84に沿ってさらに分散させ、また、ナックル88又はヒンジ要素82及び84を損傷する可能性のある誤使用要件での衝撃に対する一定の抵抗を提供する。一実施形態では、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92はまた、より多くのサポートを加えるために、トーションバー86の周りに部分的に延びるように構成された切り欠き90a及び92aを含む。 In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 80 further includes a first toe support and impact bar 90 and a second toe support and impact bar 92. In one embodiment, the first toe support and impact bar 90 and the second toe support and impact bar 92 further distribute forces from the ends of the torsion bar 86 along the first hinge element 82 and the second hinge element 84 and also provide some resistance to impacts under misuse conditions that could damage the knuckle 88 or the hinge elements 82 and 84. In one embodiment, the first toe support and impact bar 90 and the second toe support and impact bar 92 also include notches 90a and 92a configured to extend partially around the torsion bar 86 to add more support.

図3bに見られるように、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92は、第1のヒンジ要素82及び第2のヒンジ要素84の成形材料がトーションバー86を完全に取り囲むように、トーションバー86から間隔を置いて配置されている。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ80は、図1dに関して上述したものと同様の金型キャビティ内で射出成形により形成される。トーションバー86、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92は、キャビティ内に材料を射出する前に金型内に配置される。キャビティ内では、第1のトウサポート及びインパクトバー90及び第2のトウサポート及びインパクトバー92は、第1のヒンジ要素82及び第2のヒンジ要素84の金型材料とトーションバー86との間に、インパクトバー90及び92又は他の何かが介在せず、トーションバー86の端部の周囲を完全に囲み、成形材料がトーションバー86の周囲に直接形成されるように、トーションバー86から離れた位置に配置される。 As seen in FIG. 3b, the first toe support and impact bar 90 and the second toe support and impact bar 92 are spaced apart from the torsion bar 86 so that the molding material of the first hinge element 82 and the second hinge element 84 completely surrounds the torsion bar 86. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 80 is formed by injection molding in a mold cavity similar to that described above with respect to FIG. 1d. The torsion bar 86, the first toe support and impact bar 90, and the second toe support and impact bar 92 are positioned within the mold prior to injecting material into the cavity. Within the cavity, the first toe support and impact bar 90 and the second toe support and impact bar 92 are positioned away from the torsion bar 86 so that the molding material completely surrounds the end of the torsion bar 86 and forms directly around the torsion bar 86, with no impact bars 90 and 92 or anything else intervening between the mold material of the first hinge element 82 and the second hinge element 84 and the torsion bar 86.

図4a~4bは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ110を示す。図4cは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ110の分解図である。一実施形態において、インサート成形トーションバーヒンジ110は、第1のヒンジ要素112、第2のヒンジ要素114、第1のトーションバー115、第2のトーションバー116、及びナックル118を含む。第1のトーションバー115は、主バー本体115a、第1の端部115b、及び第2の端部115cを含む。第2のトーションバー116は、主バー本体116a、第1の端部116b、及び第2の端部116cを含む。一実施形態では、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114は、主トーションヒンジ軸線Xに沿って互いに相対的に回転され、第1のトーションバー115及び第2のトーションバー116は、インサート成形トーションバーヒンジ110にトーションばねトルクを提供する。一実施形態では、図示のように、単一のインサート成形トーションバーヒンジ110内に2つのトーションバー115、116を並列に設けることで、同様のサイズ構成の既知の設計で達成できるばね力の2倍のばね力を生み出すことができる。 Figures 4a-4b show an insert-molded torsion bar hinge 110 according to one embodiment. Figure 4c is an exploded view of the insert-molded torsion bar hinge 110 according to one embodiment. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 110 includes a first hinge element 112, a second hinge element 114, a first torsion bar 115, a second torsion bar 116, and a knuckle 118. The first torsion bar 115 includes a main bar body 115a, a first end 115b, and a second end 115c. The second torsion bar 116 includes a main bar body 116a, a first end 116b, and a second end 116c. In one embodiment, the first hinge element 112 and the second hinge element 114 are rotated relative to one another along the primary torsion hinge axis X, and the first torsion bar 115 and the second torsion bar 116 provide a torsion spring torque to the insert-molded torsion bar hinge 110. In one embodiment, as shown, the provision of two parallel torsion bars 115, 116 within a single insert-molded torsion bar hinge 110 can produce twice the spring force achievable with known designs of similar size and configuration.

一実施形態では、第1のトーションバー115の第1の端部115bは、第1のヒンジ要素112内に完全に埋め込まれ、第1のトーションバー115の第2の端部115cは、第2のヒンジ要素114内に完全に埋め込まれ、一方、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114からの交互に配置されるナックル118は、第1のトーションバー115の主バー本体115aの部分に延びる。同様に、第2のトーションバー116の第1の端部116bは、第1のヒンジ要素112内に完全に埋め込まれ、第2のトーションバー116の第2の端部116cは、第2のヒンジ要素114内に完全に埋め込まれ、一方、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114からの交互に配置されるナックル118は、第2のトーションバー116の主バー本体116aの部分に延びる。このように、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114が互いに相対的に回転すると、トーションバー115及び116の第1の端部115b及び116bは第1のヒンジ要素112と共に回転し、第2の端部115c及び116cは第2のヒンジ要素114と共に回転する。トーションバー115及び116の端部のこの相対的な回転は、インサート成形トーションバーヒンジ110のトーションばねトルクを生成する。 In one embodiment, the first end 115b of the first torsion bar 115 is fully embedded within the first hinge element 112 and the second end 115c of the first torsion bar 115 is fully embedded within the second hinge element 114, while the alternating knuckles 118 from the first hinge element 112 and the second hinge element 114 extend into a portion of the main bar body 115a of the first torsion bar 115. Similarly, the first end 116b of the second torsion bar 116 is fully embedded within the first hinge element 112, and the second end 116c of the second torsion bar 116 is fully embedded within the second hinge element 114, while alternating knuckles 118 from the first hinge element 112 and the second hinge element 114 extend into portions of the main bar body 116a of the second torsion bar 116. In this manner, when the first hinge element 112 and the second hinge element 114 rotate relative to one another, the first ends 115b and 116b of the torsion bars 115 and 116 rotate with the first hinge element 112, and the second ends 115c and 116c rotate with the second hinge element 114. This relative rotation of the ends of torsion bars 115 and 116 generates a torsion spring torque in the insert-molded torsion bar hinge 110.

一実施形態では、第1のトーションバー115及び第2のトーションバー116は、図1dに関して上述したものと同様の射出成形プラスチックにより、インサート成形トーションバーヒンジ110に成形される。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ110は、第1のトーションバー115及び第2のトーションバー116の上に単発で成形される。第1のトーションバー115及び第2のトーションバー116のそれぞれは、一方の端部(一方は115c、他方は116b)で主トーションヒンジ軸線Xと整列し、他方の端部(115b及び116c)で軸から外れて接続される。この構成は、所与の長さに対して、先に説明した単一のバー設計の2倍のトルクを与える。 In one embodiment, the first torsion bar 115 and the second torsion bar 116 are molded into the insert-molded torsion bar hinge 110 using injection-molded plastic similar to that described above with respect to FIG. 1d. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 110 is molded in a single shot over the first torsion bar 115 and the second torsion bar 116. Each of the first torsion bar 115 and the second torsion bar 116 is aligned with the primary torsion hinge axis X at one end (115c, 116b) and connected off-axis at the other end (115b and 116c). This configuration provides twice the torque for a given length as the single bar design described previously.

一実施形態では、より複雑なヒンジ形状と特徴が望まれる場合がある。 このような場合、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114を複数のステップ又は発射で成形することが好ましい場合がある。 In one embodiment, more complex hinge shapes and features may be desired. In such cases, it may be preferable to form the first hinge element 112 and the second hinge element 114 in multiple steps or shots.

一実施形態において、トーションバー115及び116の第1の端部115b、116b及び第2の端部115c、116cは、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114にそれぞれ固定されるように輪郭付けされる。上記の実施形態と同様に、第1のトーションバー115の主バー本体115aは円筒形であり、主バー本体115aの部分は主トーションヒンジ軸線Xに沿って延在し、一方、第1のトーションバー115の第1の端部115b及び第2の端部115cは、主トーションヒンジ軸線Xから非平行方向に延在するように輪郭付けされる。このように、第1のヒンジ要素112内及び第2のヒンジ要素114内にそれぞれ埋め込まれると、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114に固定され、第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114と共に回転する。 In one embodiment, the first ends 115b, 116b and second ends 115c, 116c of the torsion bars 115 and 116 are contoured to be fixed to the first hinge element 112 and the second hinge element 114, respectively. Similar to the above embodiment, the main bar body 115a of the first torsion bar 115 is cylindrical, and a portion of the main bar body 115a extends along the primary torsion hinge axis X, while the first end 115b and the second end 115c of the first torsion bar 115 are contoured to extend in a non-parallel direction from the primary torsion hinge axis X. In this manner, when embedded within the first hinge element 112 and the second hinge element 114, respectively, the first torsion bar 115 is fixed to and rotates with the first hinge element 112 and the second hinge element 114.

第2のトーションバー116の主バー本体116aも円筒形であるが、第2のトーションバー116の第1の端部116b及び第2の端部116cは、非円筒形であり、少なくとも部分的に平坦であるような輪郭を有する。このように、第1のヒンジ要素内及び第2のヒンジ要素114内にそれぞれ埋め込まれたとき、第1の端部116bは、第1のヒンジ要素112に固定され、第1のヒンジ要素112に対して相対的に動くことができず、第2の端部116cは、第2のヒンジ要素114に固定され、第2のヒンジ要素114に対して相対的に動くことができない。他の輪郭によっても、それぞれのトーションバー端部の第1のヒンジ要素112内及び第2のヒンジ要素114内への固定を確実にすることができる。例えば、四角形、六角形、スプラインなどの端部の頭付き形状を使用することができる。第1のヒンジ要素112及び第2のヒンジ要素114がこれらの形状の上に直接成形されると、これらの形状はヒンジ要素に固定される。 While the main bar body 116a of the second torsion bar 116 is also cylindrical, the first and second ends 116b, 116c of the second torsion bar 116 are non-cylindrical and have contours that are at least partially flat. Thus, when embedded within the first and second hinge elements 112, 114, respectively, the first end 116b is fixed to the first hinge element 112 and cannot move relative to it, and the second end 116c is fixed to the second hinge element 114 and cannot move relative to it. Other contours can also ensure that the respective torsion bar ends are secured within the first and second hinge elements 112, 114. For example, headed shapes such as square, hexagonal, or splined ends can be used. When the first hinge element 112 and the second hinge element 114 are molded directly onto these shapes, the shapes are fixed to the hinge elements.

インサート成形トーションバーヒンジ10、40、80及び110は、2つ以上のヒンジ要素間にトーションばねトルクを有することが望まれる様々な有用な用途を有する。図5Aは、一実施形態によるヒンジ付きデバイス200におけるそのような例示的用途の1つを示す。一実施形態では、ヒンジ付きデバイス200は、ヒンジカバー202、容器ハウジング204、及びインサート成形トーションバーヒンジ240を含む。一実施形態では、ヒンジ付きデバイス200は、自動車のセンターコンソールである。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ240は、容器ハウジング204上のヒンジカバー202を開閉するための一貫性のある予測可能なトーションばねトルクを提供する。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ240は、ラッチ又は他の制御装置(図示せず)の解放時にコンソールのヒンジカバー202がポップアップすることを可能にする。 The insert-molded torsion bar hinges 10, 40, 80, and 110 have a variety of useful applications where it is desirable to have torsion spring torque between two or more hinge elements. FIG. 5A illustrates one such exemplary application in a hinged device 200 according to one embodiment. In one embodiment, the hinged device 200 includes a hinge cover 202, a container housing 204, and an insert-molded torsion bar hinge 240. In one embodiment, the hinged device 200 is an automobile center console. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 240 provides consistent and predictable torsion spring torque for opening and closing the hinge cover 202 on the container housing 204. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 240 allows the console hinge cover 202 to pop up upon release of a latch or other control (not shown).

図5bは、ヒンジ付きデバイス200の分解斜視図を示しており、図5c~5eは、インサート成形トーションバーヒンジ240の詳細な側面図及び断面図である。一実施形態では、ヒンジカバー202は、第1及び第2のスロット206(図5bでは一方のみが見えており、他方は反対側で同一である)を含み、容器ハウジング204も同様に、容器ハウジング204の両側に第1及び第2のスロット208を含む。スロット206と208は、インサート成形トーションバーヒンジ240を所望の中立角度に位置合わせするように配置され、ばね定数と共に、完全に閉じたときのヒンジ予圧を提供する。インサート成形トーションバーヒンジ240は、第1のヒンジ要素242、第2のヒンジ要素244、第3のヒンジ要素246及び第4のヒンジ要素248を含み、さらに第1のトーションバー250及び第2のトーションバー252を含む。 FIG. 5b shows an exploded perspective view of the hinged device 200, and FIGS. 5c-5e show detailed side and cross-sectional views of the insert-molded torsion bar hinge 240. In one embodiment, the hinge cover 202 includes first and second slots 206 (only one of which is visible in FIG. 5b; the other is identical on the opposite side), and the container housing 204 similarly includes first and second slots 208 on either side of the container housing 204. The slots 206 and 208 are positioned to align the insert-molded torsion bar hinge 240 at a desired neutral angle and, together with the spring constant, provide a hinge preload when fully closed. The insert-molded torsion bar hinge 240 includes a first hinge element 242, a second hinge element 244, a third hinge element 246, and a fourth hinge element 248, and further includes a first torsion bar 250 and a second torsion bar 252.

一実施形態では、第1のトーションバー250の第1の端部は、第1のヒンジ要素242内に埋め込まれ、第1のトーションバー250の第2の端部は、第3のヒンジ要素246内に埋め込まれる。第2のトーションバー252の第1の端部は、第2のヒンジ要素244内に埋め込まれ、第2のトーションバー252の第2の端部は第4のヒンジ要素248内に埋め込まれる。インサート成形トーションバーヒンジ240は、他の実施形態で上述したように、単発成形プロセスで製造することができる。先の実施形態と同様に、ヒンジ要素の成形材料は、トーションバーの端部とヒンジ要素との間に相対的な動きがないように、それぞれが輪郭特徴を含むトーションバーの端部を完全に取り囲み、直接的に封入する。 In one embodiment, a first end of the first torsion bar 250 is embedded within the first hinge element 242, and a second end of the first torsion bar 250 is embedded within the third hinge element 246. A first end of the second torsion bar 252 is embedded within the second hinge element 244, and a second end of the second torsion bar 252 is embedded within the fourth hinge element 248. The insert-molded torsion bar hinge 240 can be manufactured in a single-shot molding process, as described above for the other embodiments. As with the previous embodiment, the molding compound of the hinge elements completely surrounds and directly encapsulates the ends of the torsion bars, each of which includes contoured features, such that there is no relative movement between the ends of the torsion bars and the hinge elements.

動作時、インサート成形トーションバーヒンジ240は、第1のヒンジ要素242がヒンジカバー202の第1のスロット206内に配置され、第4のヒンジ要素248がヒンジカバー202の第2のスロット206内に配置され、第2のヒンジ要素244が容器ハウジング204の第1のスロット208内に配置され、第3のヒンジ要素246が容器ハウジング204の第2のスロット208内に配置されるように、ヒンジ付きデバイス200に結合されている。第1のトーションバー250及び第2のトーションバー252は、容器ハウジング204上のヒンジカバー202を開閉するためのトーションばねトルクを提供する。 In operation, the insert-molded torsion bar hinge 240 is coupled to the hinged device 200 such that the first hinge element 242 is disposed within the first slot 206 of the hinge cover 202, the fourth hinge element 248 is disposed within the second slot 206 of the hinge cover 202, the second hinge element 244 is disposed within the first slot 208 of the container housing 204, and the third hinge element 246 is disposed within the second slot 208 of the container housing 204. The first torsion bar 250 and the second torsion bar 252 provide torsion spring torque for opening and closing the hinge cover 202 on the container housing 204.

図6a~6bは、一実施形態によるヒンジ付きデバイス200における別の例示的用途を示す。一実施形態では、ヒンジ付きデバイス200は、ヒンジカバー202、容器ハウジング204、及びインサート成形トーションバーヒンジ280を含む。一実施形態では、ヒンジ付きデバイス200は、自動車のセンターコンソールである。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ280は、容器ハウジング204上のヒンジカバー202を開閉するための一貫性のある予測可能なトーションばねトルクを提供する。 Figures 6a-6b illustrate another exemplary application of the hinged device 200 according to one embodiment. In one embodiment, the hinged device 200 includes a hinge cover 202, a container housing 204, and an insert-molded torsion bar hinge 280. In one embodiment, the hinged device 200 is a center console for an automobile. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 280 provides a consistent and predictable torsion spring torque for opening and closing the hinge cover 202 on the container housing 204.

図6c~6dは、一実施形態によるインサート成形トーションバーヒンジ280を示す。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ280は、ヒンジカバー202と容器ハウジング204とをヒンジ連結するための代替手段を提供する。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ280は、第1のヒンジ要素及び第2のヒンジ要素284を含み、さらにトーションバー290を含む。例えば、一実施形態では、第1のヒンジ要素282は、ヒンジカバー202の第1のスロット206内に配置され、第2のヒンジ要素284は容器ハウジング204の第1のスロット208内に配置される。インサート成形トーションバーヒンジ280は、容器ハウジング204上のヒンジカバー202を開閉するためのトーションばねトルクを提供する。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ280をヒンジ付きデバイス200の両側部に配置することができる。別の実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ280をヒンジ付きデバイス200の一方の側に配置し、他方の側にはプレーンピボット又は摩擦ヒンジ295を所望に応じて配置することができる。 6c-6d illustrate an insert-molded torsion bar hinge 280 according to one embodiment. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 280 provides an alternative means for hingedly connecting the hinge cover 202 and the container housing 204. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 280 includes a first hinge element and a second hinge element 284, and further includes a torsion bar 290. For example, in one embodiment, the first hinge element 282 is disposed within the first slot 206 of the hinge cover 202, and the second hinge element 284 is disposed within the first slot 208 of the container housing 204. The insert-molded torsion bar hinge 280 provides torsion spring torque for opening and closing the hinge cover 202 on the container housing 204. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 280 can be disposed on both sides of the hinged device 200. In another embodiment, an insert molded torsion bar hinge 280 can be placed on one side of the hinged device 200, with a plain pivot or friction hinge 295 placed on the other side, as desired.

一実施形態では、第1のトーションバー290の第1の端部は、第1のヒンジ要素282内に埋め込まれ、トーションバー290の第2の端部は、第2のヒンジ要素284内に埋め込まれる。インサート成形トーションバーヒンジ280は、他の実施形態で上述したように、単発成形プロセスで製造することができる。先の実施形態と同様に、ヒンジ要素の成形材料は、トーションバーの端部とヒンジ要素との間に相対的な動きがないように、それぞれが輪郭特徴を含むトーションバーの端部のそれぞれを完全に取り囲み、直接的に封入する。また、先の実施形態と同様に、円形断面のトーションバーが枢動軸として使用される。第1のヒンジ要素282及び第2のヒンジ要素284が互いに相対回転をさせられると、トーションバー290は、主トーションヒンジ軸線に沿って枢動し、トーションばねトルクを提供する。 In one embodiment, a first end of the first torsion bar 290 is embedded within the first hinge element 282, and a second end of the torsion bar 290 is embedded within the second hinge element 284. The insert-molded torsion bar hinge 280 can be manufactured in a single-shot molding process, as described above for the other embodiments. As with the previous embodiment, the molding material of the hinge element completely surrounds and directly encapsulates each of the torsion bar ends, each of which includes contoured features, so that there is no relative movement between the torsion bar ends and the hinge element. Also, as with the previous embodiment, a circular cross-section torsion bar is used as the pivot axis. When the first hinge element 282 and the second hinge element 284 are rotated relative to one another, the torsion bar 290 pivots along the primary torsion hinge axis, providing a torsion spring torque.

図7A~7Cは、一実施形態による折り畳みシステム300を示す。一実施形態では、折り畳みシステム300は、ベース310、折り畳み部材312、及びインサート成形トーションバーヒンジ340を含む。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ340は、固定ヒンジ側344とばね負荷側342とを含む。動作中、折り畳み部材312は、開いた位置(図7a及び図7cに図示)と折り畳まれた位置(図7bに図示)とを有する。折り畳み部材312がベース310に対して折り畳まれると、隙間315が残る。一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ340は、そのトーションばねトルクにより、折り畳み部材312がベース310に対して折り畳まれたときに隙間315を自動的に覆うように配置され、折り畳み部材312が折り畳まれたときに滑らかな平坦面にすることができる。 Figures 7A-7C illustrate a folding system 300 according to one embodiment. In one embodiment, the folding system 300 includes a base 310, a folding member 312, and an insert-molded torsion bar hinge 340. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 340 includes a fixed hinge side 344 and a spring-loaded side 342. In operation, the folding member 312 has an open position (shown in Figures 7a and 7c) and a folded position (shown in Figure 7b). When the folding member 312 is folded against the base 310, a gap 315 remains. In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 340 is positioned such that its torsion spring torque automatically covers the gap 315 when the folding member 312 is folded against the base 310, allowing the folding member 312 to present a smooth, flat surface when folded.

このような隙間隠しは、ピックアップトラックなどの様々な用途で有用であり、折り畳み部材312は、トラックのテールゲート、荷台を運転室内に拡張するオプションを備えたトラックのミッドゲート、折り畳まれる一般的な後列シート、又は他の様々な仕切りパネルのいずれかになり得る。 Such gap concealers are useful in a variety of applications, such as pickup trucks, where the folding member 312 can be a truck tailgate, a truck midgate with the option to extend the cargo bed into the cab, a typical folding rear seat, or any of a variety of other divider panels.

一実施形態では、インサート成形トーションバーヒンジ340は、インサート成形トーションバーヒンジ10、40、80に関して上述したように、1つ又は複数のトーションバーの上に単発成形で射出成形される。インサート成形トーションバーヒンジ340は、一端が固定ヒンジ側344に、他端がバネ負荷側342に、輪郭を付けて埋め込まれた端部を含む、1つ又は複数のトーションバーを有し得る。固定ヒンジ側344をベース310に対して取り付け、埋め込まれたトーションバーに負荷を与えてばね負荷側342を折り畳み部材312に対して押し付けることにより、トーションバーヒンジ340は、折り畳み部材312がベース310に対して折り畳まれる際に隙間315を覆って折り畳まれる。 In one embodiment, the insert-molded torsion bar hinge 340 is injection molded in a single shot over one or more torsion bars, as described above with respect to the insert-molded torsion bar hinges 10, 40, and 80. The insert-molded torsion bar hinge 340 may have one or more torsion bars that include a contoured recessed end, with a fixed hinge side 344 on one end and a spring-loaded side 342 on the other end. By attaching the fixed hinge side 344 to the base 310 and loading the recessed torsion bar to press the spring-loaded side 342 against the folding member 312, the torsion bar hinge 340 folds over the gap 315 when the folding member 312 is folded relative to the base 310.

固定ヒンジ側344は、ベース310に固定するために、ねじのクリアランス穴、接着剤による固定、スナップフィット、スタッドなど、任意の数の取り付けオプションを有することができる。ばね負荷側342は、構造的支持のためのリブ厚さと共に、様々な外観上の輪郭や形状を含むことができる。 The fixed hinge side 344 can have any number of mounting options, such as screw clearance holes, adhesive fastening, snap fits, studs, etc., for securing to the base 310. The spring-loaded side 342 can include various cosmetic contours and shapes, along with rib thicknesses for structural support.

インサート成形トーションバーヒンジ340は、従来のヒンジよりもバレルサイズが小さく、従来のヒンジでよく使用されていた別体のコイルばねを排除している。このため、外観に優れており、コイルばねに伴う絡みの可能性も解消される。インサート成形トーションバーヒンジ340は、上述のように単発射出成形で作られ、様々なプラスチックの色や質感を容易に含むことができ、当技術分野で知られている完成品を作るために現在必要とされている追加の部品や加工を避けることができる。 The insert-molded torsion bar hinge 340 has a smaller barrel size than conventional hinges and eliminates the separate coil springs commonly used in conventional hinges, resulting in a cleaner appearance and eliminating the potential for tangling associated with coil springs. The insert-molded torsion bar hinge 340, as described above, is made in a single injection molding process, can easily incorporate a variety of plastic colors and textures, and avoids the additional parts and processing currently required to create a finished product known in the art.

図8a~8bは、一実施形態による多軸のインサート成形されたトーションバーヒンジ380を示す図を示す。図8cは、一実施形態による多軸のインサート成形トーションバーヒンジ380の分解図を示す。一実施形態では、多軸のインサート成形トーションバーヒンジ380は、第1のヒンジ要素382、第2のヒンジ要素384及び第3のヒンジ要素386と、第1のトーションバー390及び第2のトーションバー392とを含む。多軸のインサート成形トーションバーヒンジ380は、上述のトーションヒンジと類似するが、回転軸線を1つではなく2つ(X及びX)有する。 8a-8b show diagrams illustrating a multi-axis insert-molded torsion bar hinge 380 according to one embodiment. FIG. 8c shows an exploded view of the multi-axis insert-molded torsion bar hinge 380 according to one embodiment. In one embodiment, the multi-axis insert-molded torsion bar hinge 380 includes a first hinge element 382, a second hinge element 384, and a third hinge element 386, as well as a first torsion bar 390 and a second torsion bar 392. The multi-axis insert-molded torsion bar hinge 380 is similar to the torsion hinges described above, but has two axes of rotation ( X1 and X2 ) instead of one.

一実施形態では、第1のトーションバー390及び第2のトーションバー392のそれぞれは、主バー本体390a、392a、第1の端部390b、392b及び第2の端部390c、392cを含む。第1のトーションバー390の主バー本体390aは、第1の軸線X上にあり、第2のトーションバー392の主バー本体392aは、第2の軸線X上にある。一実施形態では、第1の端部390b、392b及び第2の端部390c、392cは、軸線X及びXに対して非平行方向に延在するように輪郭付けされている。他の実施形態では、平坦化部分などの、他の輪郭が使用されてもよい。 In one embodiment, each of the first torsion bar 390 and the second torsion bar 392 includes a main bar body 390a, 392a, a first end 390b, 392b, and a second end 390c, 392c. The main bar body 390a of the first torsion bar 390 lies on a first axis X1 , and the main bar body 392a of the second torsion bar 392 lies on a second axis X2 . In one embodiment, the first ends 390b, 392b and second ends 390c, 392c are contoured to extend in a direction non-parallel to the axes X1 and X2 . In other embodiments, other contours, such as flattened portions, may be used.

一実施形態では、第1のトーションバー390bの第1の端部は、第2のヒンジ要素384内に埋め込まれ、第1のトーションバー390cの第2の端部は第1のヒンジ要素382内に埋め込まれ、第2のトーションバー392bの第1の端部は第3のヒンジ要素386内に埋め込まれ、第2のトーションバー392cの第2の端部は第2のヒンジ要素384内に埋め込まれる。インサート成形トーションバーヒンジ380は、他の実施形態で上述したように、単発成形プロセスで製造することができる。先の実施形態と同様に、ヒンジ要素の成形材料は、トーションバーの端部とヒンジ要素との間に相対的な動きがないように、それぞれが輪郭特徴を含むトーションバーの端部のそれぞれを完全に取り囲み、直接的に封入する。 In one embodiment, a first end of the first torsion bar 390b is embedded within the second hinge element 384, a second end of the first torsion bar 390c is embedded within the first hinge element 382, a first end of the second torsion bar 392b is embedded within the third hinge element 386, and a second end of the second torsion bar 392c is embedded within the second hinge element 384. The insert-molded torsion bar hinge 380 can be manufactured in a single-shot molding process, as described above for the other embodiments. As with the previous embodiment, the molding compound of the hinge element completely surrounds and directly encapsulates each of the torsion bar ends, each of which includes contoured features, such that there is no relative movement between the torsion bar ends and the hinge element.

さらに、ナックル388(簡単のため、数個のみがラベル付けされている)は、第1のヒンジ要素382及び第2のヒンジ要素384からのナックル388が、第1のトーションバー390の主バー本体390aを直接覆って形成され、第2のヒンジ要素384及び第3のヒンジ要素386からのナックル388が、第2のトーションバー392の主バー本体392aを直接覆って形成されるように、第1のヒンジ要素382、第2のヒンジ要素384及び第3のヒンジ要素386のそれぞれに形成される。トーションバー390、392の主バー本体390a、392aは円柱状であるため、トーションバー390は、第1のヒンジ要素382及び第2のヒンジ要素384が第1の軸線Xに沿って互いに相対回転をする際にナックル388内で回転し、トーションバー392は、第2のヒンジ要素384及び第3のヒンジ要素386が第2の軸線Xに沿って互いに相対回転をする際にナックル388内で回転する。追加ヒンジ要素及びトーションバーを追加することで、必要に応じて追加ヒンジ部を有してもよい。 Additionally, knuckles 388 (only a few are labeled for simplicity) are formed on each of the first hinge element 382, second hinge element 384, and third hinge element 386 such that the knuckles 388 from the first hinge element 382 and second hinge element 384 are formed directly over the main bar body 390a of the first torsion bar 390, and the knuckles 388 from the second hinge element 384 and third hinge element 386 are formed directly over the main bar body 392a of the second torsion bar 392. Because the main bar bodies 390a, 392a of the torsion bars 390, 392 are cylindrical, the torsion bar 390 rotates within the knuckle 388 as the first hinge element 382 and the second hinge element 384 rotate relative to one another along the first axis X1 , and the torsion bar 392 rotates within the knuckle 388 as the second hinge element 384 and the third hinge element 386 rotate relative to one another along the second axis X2 . Additional hinge elements and torsion bars may be added to provide additional hinge sections as needed.

本明細書では特定の実施形態を図示し説明したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、図示し説明した特定の実施形態に代えて、様々な代替的な実施態様および/又は同等の実施態様を用いることができることが理解されよう。本出願は、本明細書で説明する特定の実施形態のあらゆる適合例又は変形例をカバーすることを意図している。したがって、本発明は特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。
[態様1]
インサート成形トーションバーヒンジであって、
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える円柱状金属トーションバーと;
第1のナックルを備える、成形プラスチックの第1のヒンジ要素であって、前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され、前記第1のナックルは、前記主バー本体の一部を直接的に覆って包含するように成形される、第1のヒンジ要素と;
第2のナックルを備える、成形プラスチックの第2のヒンジ要素であって、前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され、前記第2のナックルは、前記主バー本体の一部を直接的に覆って包含するように成形される、第2のヒンジ要素とを備え;
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成されており、前記トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、インサート成形トーションバーヒンジ。
[態様2]
前記第1のヒンジ要素の前記成形プラスチックと、前記第1のバー端部との間にコイルが存在せず、かつ、前記第2のヒンジ要素の前記成形プラスチックと、前記第2のバー端部との間にコイルが存在しないことを特徴とする、態様1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様3]
前記第1のヒンジ要素は、前記主バー本体上に構成される第3のナックルをさらに備え、前記第2のヒンジ要素は、前記主バー本体上に構成される第4のナックルをさらに備える、ピアノヒンジとして構成される、態様1又は2に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様4]
前記第1のヒンジ要素の、前記第1のナックル及び前記第3のナックルは、前記第2のヒンジ要素の、前記第2のナックル及び前記第4のナックルと、前記主バー本体に沿って交互に配置されている、態様1~3のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様5]
前記円柱状金属トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素に排他的に接触している、態様1~4のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様6]
前記第1のバー端部及び前記第2のバー端部は、前記トーションバー軸線と非平行方向に延在するように、又は非円柱形状に、輪郭付けされ、その結果、前記第1のヒンジ要素内及び前記第2のヒンジ要素内に含まれたときに前記輪郭付端部が前記ヒンジ要素内に固定され、前記ヒンジ要素に対して回転不能である、態様1~5のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様7]
前記ナックルと前記トーションバーとの間の摩擦トルクは、前記ナックルに切り欠きを設けることで減少させられている、態様1~6のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様8]
少なくとも前記第1のヒンジ要素内又は前記第2のヒンジ要素内に埋め込まれたインパクトバーをさらに備える、態様1~7のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様9]
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える追加円柱状金属トーションバーをさらに備え;
成形プラスチックの前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記追加トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され;
成形プラスチックの前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記追加トーションバーの前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形される、態様1~8のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様10]
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部をそれぞれ備える少なくとも3つの円柱状金属トーションバーをさらに備え;
成形プラスチックの前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定され、前記第1のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記少なくとも3つの円柱状トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され;
成形プラスチックの前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定され、前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記少なくとも3つの円柱状トーションバーの前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形される、態様9に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様11]
第1のナックルを備える、成形プラスチックの第3のヒンジ要素であって、前記第3のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記追加円柱状金属トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され、前記第1のナックルは、前記追加円柱状金属トーションバーの前記主バー本体の一部を直接的に覆って包含するように成形される、第3のヒンジ要素、をさらに備える、態様9に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様12]
インサート成形トーションバーヒンジ形成方法であって、
円柱状金属トーションバーを金型キャビティ内に配置すること、であって、前記トーションバーは、一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備え、前記金型キャビティは、第1の金型キャビティ部及び第2の金型キャビティ部を備え;
前記第1の輪郭付バー端部は、前記第1の金型キャビティ部内に排他的に含まれ、前記第2の輪郭付バー端部は、前記第2の金型キャビティ部内に排他的に含まれ、前記主バー本体の一部は、前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の両方の内部に含まれる、円柱状金属トーションバーを金型キャビティ内に配置することと;
前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って完全に包含し、前記主バー本体の少なくとも一部を直接的に覆って完全に包含するように、前記第1の金型キャビティ部内に流動プラスチックを射出成形することと;
前記第1の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、であって、それにより、前記第1の輪郭付バー端部を含み、前記主バー本体の少なくとも一部を含む第1のナックルを備える、成形プラスチックの第1のヒンジ要素を形成する、前記第1の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させることと;
前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って完全に包含し前記主バー本体の少なくとも一部を直接的に覆って完全に包含するように、前記第2の金型キャビティ部内に流動プラスチックを射出成形することと;
前記第2の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、であって、それにより、前記第2の輪郭付バー端部を含み、前記主バー本体の少なくとも一部を含む第2のナックルを備える、成形プラスチックの第2のヒンジ要素を形成し、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成される、前記第2の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、
を備える、インサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
[態様13]
前記流動プラスチックを前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の中に単発で射出すること、を備える、態様12に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
[態様14]
前記流動プラスチックを前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の中に別々の発射で射出すること、をさらに備える、態様12又は13に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
[態様15]
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の両方に、前記主バー本体に沿って交互に配置される複数のナックルを形成すること、をさらに備える、態様12~14のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
[態様16]
前記トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、態様12~15のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
[態様17]
折り畳みシステムであって、
ベースと;
前記ベースに対して折り畳み可能であるように、前記ベースにヒンジ連結されている折り畳み部材と;
固定ヒンジ側及びばね負荷側を備えるインサート成形トーションバーヒンジであって、前記固定ヒンジ側は、前記ベースに固定され、前記ばね負荷側は、前記折り畳み部材と共に回転可能である、インサート成形トーションバーヒンジとを備え;
前記インサート成形トーションバーヒンジは、
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両側にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える円柱状金属トーションバーを備え;
前記固定ヒンジ側は、成形プラスチックから構成され、第1のナックルを備え、前記第1の輪郭付バー端部が前記固定ヒンジ側内に固定されて前記固定ヒンジ側に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され、前記第1のナックルは、前記主バー本体の一部を直接的に覆って包含するように成形され;
前記ばね負荷側は、成形プラスチックから構成され、第2のナックルを備え、前記第2の輪郭付バー端部が前記ばね負荷側内に固定されて前記ばね負荷側に対して回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形され、前記第2のナックルは、前記主バー本体の一部を直接的に覆って包含するように成形され;
前記固定ヒンジ側及び前記ばね負荷側は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成されており、前記トーションバーは、前記固定ヒンジ側及び前記ばね負荷側の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、
折り畳みシステム。
[態様18]
インサート成形トーションバーヒンジであって、
第1のヒンジ要素と;
第2のヒンジ要素と;
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える、円柱状金属トーションバーとを備え;
前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形された、成形プラスチックを備え;
前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って包含するように成形された、成形プラスチックを備え;
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線上に同軸に整列され、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成され、前記トーションバーは、前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、
インサート成形トーションバーヒンジ。
[態様19]
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、互いに隣接しており、前記トーションバーは、前記第1のヒンジ要素から前記第2のヒンジ要素を通って延び、前記第2のヒンジ要素に曲がって戻るように湾曲している、態様18に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
[態様20]
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、互いに隣接しており、前記トーションバーは、前記第1のヒンジ要素から前記第2のヒンジ要素を通って延び、前記第2のヒンジ要素に曲がって戻るように湾曲していることをさらに備える、態様18又は19に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
While specific embodiments have been illustrated and described herein, those skilled in the art will recognize that various alternative and/or equivalent implementations may be substituted for the specific embodiments illustrated and described without departing from the scope of the invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments described herein. Accordingly, it is intended that the invention be limited only by the claims and equivalents thereof.
[Aspect 1]
An insert molded torsion bar hinge,
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending partially along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
a molded plastic first hinge element including a first knuckle, the first hinge element molded to directly cover and encompass the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element, and the first knuckle molded to directly cover and encompass a portion of the main bar body;
a molded plastic second hinge element including a second knuckle molded to directly cover and encompass the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element, and the second knuckle molded to directly cover and encompass a portion of the main bar body;
the first hinge element and the second hinge element are configured for relative rotation to one another along the torsion bar axis, and the torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation of the first hinge element and the second hinge element.
[Aspect 2]
2. The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, wherein there is no coil between the molded plastic of the first hinge element and the first bar end, and there is no coil between the molded plastic of the second hinge element and the second bar end.
[Aspect 3]
3. The insert-molded torsion bar hinge of claim 1 or 2, configured as a piano hinge, wherein the first hinge element further comprises a third knuckle configured on the main bar body and the second hinge element further comprises a fourth knuckle configured on the main bar body.
[Aspect 4]
Aspects 4. The insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 1 to 3, wherein the first knuckle and the third knuckle of the first hinge element are alternately arranged with the second knuckle and the fourth knuckle of the second hinge element along the main bar body.
[Aspect 5]
Aspect 5. The insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 1-4, wherein the cylindrical metal torsion bar is in exclusive contact with the first hinge element and the second hinge element.
[Aspect 6]
Aspects 6. The insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 1-5, wherein the first bar end and the second bar end are contoured to extend in a direction non-parallel to the torsion bar axis or to have a non-cylindrical shape such that when contained within the first hinge element and the second hinge element, the contoured ends are fixed within the hinge elements and cannot rotate relative to the hinge elements.
[Aspect 7]
Aspects 7. The insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 1 to 6, wherein a friction torque between the knuckle and the torsion bar is reduced by providing a notch in the knuckle.
[Aspect 8]
Aspect 8. The insert molded torsion bar hinge of any one of aspects 1-7, further comprising an impact bar embedded within at least the first hinge element or the second hinge element.
[Aspect 9]
further comprising an additional cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along the torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element of molded plastic is molded to directly cover and encompass the first profiled bar end of the additional torsion bar such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
Aspects 9. The insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 1-8, wherein the molded plastic second hinge element is molded to directly cover and encompass the second profiled bar end of the additional torsion bar such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element.
[Aspect 10]
at least three cylindrical metal torsion bars each including a main bar body extending in part along a torsion bar axis and a first profiled bar end and a second profiled bar end at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element of molded plastic is molded to directly cover and encompass the first profiled bar ends of the at least three cylindrical torsion bars such that the first profiled bar ends are fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
10. The insert-molded torsion bar hinge of claim 9, wherein the molded plastic second hinge element is molded to directly cover and encompass the second profiled bar ends of the at least three cylindrical torsion bars such that the second profiled bar ends are fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element.
[Aspect 11]
10. The insert-molded torsion bar hinge of claim 9, further comprising: a molded plastic third hinge element comprising a first knuckle molded to directly overlay and encompass the first profiled bar end of the additional cylindrical metal torsion bar such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element, and the first knuckle molded to directly overlay and encompass a portion of the main bar body of the additional cylindrical metal torsion bar.
[Aspect 12]
A method for forming an insert molding torsion bar hinge, comprising:
placing a cylindrical metal torsion bar into a mold cavity, the torsion bar comprising a main bar body extending in part along a torsion bar axis, a first profiled bar end and a second profiled bar end at opposite ends of the main bar body, the mold cavity comprising a first mold cavity portion and a second mold cavity portion;
placing a cylindrical metal torsion bar into the mold cavity, the first profiled bar end being contained exclusively within the first mold cavity section, the second profiled bar end being contained exclusively within the second mold cavity section, and a portion of the main bar body being contained within both the first mold cavity section and the second mold cavity section;
injection molding a fluid plastic into the first mold cavity section so as to directly overlay and completely encompass the first contoured bar end and directly overlay and completely encompass at least a portion of the main bar body;
solidifying the fluid plastic in the first mold cavity portion, thereby forming a molded plastic first hinge element including the first contoured bar end and with a first knuckle including at least a portion of the main bar body;
injection molding a fluid plastic into the second mold cavity section so as to directly overlay and completely enclose the second profiled bar end and directly overlay and completely enclose at least a portion of the main bar body;
solidifying the fluid plastic in the second mold cavity portion, thereby forming a molded plastic second hinge element including the second contoured bar end and with a second knuckle including at least a portion of the main bar body, the first hinge element and the second hinge element being configured for relative rotation with respect to one another along the torsion bar axis;
A method for forming an insert molded torsion bar hinge, comprising:
[Aspect 13]
Aspect 13. The method of forming an insert-molded torsion bar hinge of aspect 12, comprising injecting the fluid plastic into the first mold cavity portion and the second mold cavity portion in a single shot.
[Aspect 14]
Aspect 14. The method of forming an insert-molded torsion bar hinge of aspect 12 or 13, further comprising injecting the fluid plastic into the first mold cavity portion and the second mold cavity portion in separate shots.
[Aspect 15]
Aspect 15. The method of forming an insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 12-14, further comprising forming a plurality of knuckles on both the first hinge element and the second hinge element that are alternately positioned along the main bar body.
[Aspect 16]
Aspects 16. The method of forming an insert-molded torsion bar hinge of any one of aspects 12-15, wherein the torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation of the first hinge element and the second hinge element.
[Aspect 17]
1. A folding system comprising:
With base;
a folding member hingedly connected to the base so as to be foldable relative to the base;
an insert-molded torsion bar hinge having a fixed hinge side and a spring-loaded side, the fixed hinge side being fixed to the base and the spring-loaded side being rotatable with the folding member;
The insert-molded torsion bar hinge is
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends on opposite sides of the main bar body;
the fixed hinge side is constructed from molded plastic and includes a first knuckle molded to directly cover and encompass the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the fixed hinge side and is non-rotatable relative to the fixed hinge side, the first knuckle being molded to directly cover and encompass a portion of the main bar body;
the spring-loaded side is constructed from molded plastic and includes a second knuckle molded to directly cover and encompass the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the spring-loaded side and cannot rotate relative to the spring-loaded side, the second knuckle being molded to directly cover and encompass a portion of the main bar body;
the fixed hinge side and the spring-loaded side are configured to rotate relative to each other along the torsion bar axis, and the torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation between the fixed hinge side and the spring-loaded side.
Folding system.
[Aspect 18]
An insert molded torsion bar hinge,
a first hinge element;
a second hinge element;
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element comprises molded plastic molded to directly cover and encompass the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
the second hinge element comprises a molded plastic molded to directly cover and encompass the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and is non-rotatable relative to the second hinge element;
the first hinge element and the second hinge element are coaxially aligned on the torsion bar axis and configured for relative rotation with respect to one another along the torsion bar axis, and the torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation.
Insert-molded torsion bar hinges.
[Aspect 19]
19. The insert-molded torsion bar hinge of claim 18, wherein the first hinge element and the second hinge element are adjacent to one another, and the torsion bar is curved so that it extends from the first hinge element through the second hinge element and bends back into the second hinge element.
[Aspect 20]
20. The insert-molded torsion bar hinge of claim 18 or 19, further comprising: the first hinge element and the second hinge element are adjacent to one another; and the torsion bar is curved so that it extends from the first hinge element through the second hinge element and bends back into the second hinge element.

Claims (19)

インサート成形トーションバーヒンジであって、
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える円柱状金属トーションバーと;
第1のナックルを備える、成形プラスチックの第1のヒンジ要素であって、前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を取り囲み、前記第1のナックルは、前記主バー本体の一部を取り囲む、第1のヒンジ要素と;
第2のナックルを備える、成形プラスチックの第2のヒンジ要素であって、前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を取り囲み、前記第2のナックルは、前記主バー本体の一部を取り囲む、第2のヒンジ要素とを備え;
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成されており、前記円柱状金属トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、インサート成形トーションバーヒンジ。
An insert molded torsion bar hinge,
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending partially along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
a molded plastic first hinge element including a first knuckle that surrounds the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element, the first knuckle surrounding a portion of the main bar body ;
a molded plastic second hinge element including a second knuckle that surrounds the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element, the second knuckle surrounding a portion of the main bar body ;
The insert-molded torsion bar hinge, wherein the first hinge element and the second hinge element are configured to rotate relative to one another along the torsion bar axis, and the cylindrical metal torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation of the first hinge element and the second hinge element.
前記第1のヒンジ要素の前記成形プラスチックと、前記第1の輪郭付バー端部との間にコイルが存在せず、かつ、前記第2のヒンジ要素の前記成形プラスチックと、前記第2の輪郭付バー端部との間にコイルが存在しないことを特徴とする、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, characterized in that there is no coil between the molded plastic of the first hinge element and the first contoured bar end, and there is no coil between the molded plastic of the second hinge element and the second contoured bar end. 前記第1のヒンジ要素は、前記主バー本体を取り囲む第3のナックルをさらに備え、前記第2のヒンジ要素は、前記主バー本体を取り囲む第4のナックルをさらに備える、ピアノヒンジとして構成される、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 2. The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, configured as a piano hinge, wherein the first hinge element further comprises a third knuckle surrounding the main bar body and the second hinge element further comprises a fourth knuckle surrounding the main bar body. 前記第1のヒンジ要素の、前記第1のナックル及び前記第3のナックルは、前記第2のヒンジ要素の、前記第2のナックル及び前記第4のナックルと、前記主バー本体に沿って交互に配置されている、請求項3に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 3, wherein the first knuckle and the third knuckle of the first hinge element are alternately arranged with the second knuckle and the fourth knuckle of the second hinge element along the main bar body. 前記円柱状金属トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素に排他的に接触している、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, wherein the cylindrical metal torsion bar is in exclusive contact with the first hinge element and the second hinge element. 前記第1の輪郭付バー端部及び前記第2の輪郭付バー端部は、前記トーションバー軸線と非平行方向に延在するように、又は非円柱形状に、輪郭付けされ、その結果、前記第1のヒンジ要素内及び前記第2のヒンジ要素内に含まれたときに前記第1の輪郭付バー端部及び前記第2の輪郭付バー端部がそれぞれ前記第1のヒンジ要素内及び前記第2のヒンジ要素内に固定され、それぞれ前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素に対して回転不能である、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, wherein the first profiled bar end and the second profiled bar end are profiled to extend in a direction non-parallel to the torsion bar axis or to have a non-cylindrical shape, such that when contained within the first hinge element and the second hinge element, the first profiled bar end and the second profiled bar end are fixed within the first hinge element and the second hinge element, respectively, and are unable to rotate relative to the first hinge element and the second hinge element, respectively. 前記ナックルと前記円柱状金属トーションバーとの間の摩擦トルクは、前記ナックルに切り欠きを設けることで減少させられている、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, wherein the friction torque between the knuckle and the cylindrical metal torsion bar is reduced by providing a notch in the knuckle. 少なくとも前記第1のヒンジ要素内又は前記第2のヒンジ要素内に埋め込まれたインパクトバーをさらに備える、請求項1に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 1, further comprising an impact bar embedded within at least the first hinge element or the second hinge element. 一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える追加円柱状金属トーションバーをさらに備え;
成形プラスチックの前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記追加円柱状金属トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を取り囲み
成形プラスチックの前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記追加円柱状金属トーションバーの前記第2の輪郭付バー端部を取り囲む、請求項1~8のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
further comprising an additional cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along the torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element of molded plastic surrounds the first profiled bar end of the additional cylindrical metal torsion bar such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
9. The insert-molded torsion bar hinge of any one of claims 1 to 8, wherein the second hinge element of molded plastic surrounds the second profiled bar end of the additional cylindrical metal torsion bar such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element.
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部をそれぞれ備える少なくとも3つの円柱状金属トーションバーをさらに備え;
成形プラスチックの前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定され、前記第1のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記少なくとも3つの円柱状金属トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を取り囲み
成形プラスチックの前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定され、前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記少なくとも3つの円柱状金属トーションバーの前記第2の輪郭付バー端部を取り囲む、請求項9に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。
at least three cylindrical metal torsion bars each including a main bar body extending in part along a torsion bar axis and a first profiled bar end and a second profiled bar end at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element of molded plastic surrounds the first profiled bar ends of the at least three cylindrical metal torsion bars such that the first profiled bar ends are fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
10. The insert-molded torsion bar hinge of claim 9, wherein the second hinge element of molded plastic surrounds the second profiled bar ends of the at least three cylindrical metal torsion bars such that the second profiled bar ends are fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element.
第1のナックルを備える、成形プラスチックの第3のヒンジ要素であって、前記第3のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第3のヒンジ要素内に固定されて前記第3のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記追加円柱状金属トーションバーの前記第1の輪郭付バー端部を取り囲み、前記第1のナックルは、前記追加円柱状金属トーションバーの前記主バー本体の一部を取り囲む、第3のヒンジ要素、をさらに備える、請求項9に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 10. The insert-molded torsion bar hinge of claim 9, further comprising: a molded plastic third hinge element comprising a first knuckle that surrounds the first profiled bar end of the additional cylindrical metal torsion bar such that the first profiled bar end is fixed within the third hinge element and cannot rotate relative to the third hinge element, and the first knuckle surrounds a portion of the main bar body of the additional cylindrical metal torsion bar. インサート成形トーションバーヒンジ形成方法であって、
円柱状金属トーションバーを金型キャビティ内に配置すること、であって、前記円柱状金属トーションバーは、一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備え、前記金型キャビティは、第1の金型キャビティ部及び第2の金型キャビティ部を備え;
前記第1の輪郭付バー端部は、前記第1の金型キャビティ部内に排他的に含まれ、前記第2の輪郭付バー端部は、前記第2の金型キャビティ部内に排他的に含まれ、前記主バー本体の一部は、前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の両方の内部に含まれる、円柱状金属トーションバーを金型キャビティ内に配置することと;
前記第1の輪郭付バー端部を直接的に覆って完全に包含し、前記主バー本体の少なくとも一部を直接的に覆って完全に包含するように、前記第1の金型キャビティ部内に流動プラスチックを射出成形することと;
前記第1の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、であって、それにより、前記第1の輪郭付バー端部を含み、前記主バー本体の少なくとも一部を含む第1のナックルを備える、成形プラスチックの第1のヒンジ要素を形成する、前記第1の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させることと;
前記第2の輪郭付バー端部を直接的に覆って完全に包含し前記主バー本体の少なくとも一部を直接的に覆って完全に包含するように、前記第2の金型キャビティ部内に流動プラスチックを射出成形することと;
前記第2の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、であって、それにより、前記第2の輪郭付バー端部を含み、前記主バー本体の少なくとも一部を含む第2のナックルを備える、成形プラスチックの第2のヒンジ要素を形成し、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成される、前記第2の金型キャビティ部の前記流動プラスチックを固化させること、
を備える、インサート成形トーションバーヒンジ形成方法。
A method for forming an insert molding torsion bar hinge, comprising:
placing a cylindrical metal torsion bar into a mold cavity, the cylindrical metal torsion bar comprising a main bar body extending in part along a torsion bar axis, first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body, the mold cavity comprising a first mold cavity portion and a second mold cavity portion;
placing a cylindrical metal torsion bar into the mold cavity, the first profiled bar end being contained exclusively within the first mold cavity section, the second profiled bar end being contained exclusively within the second mold cavity section, and a portion of the main bar body being contained within both the first mold cavity section and the second mold cavity section;
injection molding a fluid plastic into the first mold cavity section so as to directly overlay and completely encompass the first contoured bar end and directly overlay and completely encompass at least a portion of the main bar body;
solidifying the fluid plastic in the first mold cavity portion, thereby forming a molded plastic first hinge element including the first contoured bar end and with a first knuckle including at least a portion of the main bar body;
injection molding a fluid plastic into the second mold cavity section so as to directly overlay and completely enclose the second profiled bar end and directly overlay and completely enclose at least a portion of the main bar body;
solidifying the fluid plastic in the second mold cavity portion, thereby forming a molded plastic second hinge element including the second contoured bar end and with a second knuckle including at least a portion of the main bar body, the first hinge element and the second hinge element being configured for relative rotation with respect to one another along the torsion bar axis;
A method for forming an insert molded torsion bar hinge, comprising:
前記流動プラスチックを前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の中に単発で射出すること、を備える、請求項12に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。 The method for forming an insert-molded torsion bar hinge according to claim 12, further comprising: injecting the fluid plastic into the first mold cavity portion and the second mold cavity portion in a single shot. 前記流動プラスチックを前記第1の金型キャビティ部及び前記第2の金型キャビティ部の中に別々の発射で射出すること、をさらに備える、請求項12に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。 The method for forming an insert-molded torsion bar hinge according to claim 12, further comprising injecting the fluid plastic into the first mold cavity portion and the second mold cavity portion in separate shots. 前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の両方に、前記主バー本体に沿って交互に配置される複数のナックルを形成すること、をさらに備える、請求項12に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。 The method for forming an insert-molded torsion bar hinge according to claim 12, further comprising forming a plurality of knuckles on both the first hinge element and the second hinge element, the knuckles being arranged alternately along the main bar body. 前記円柱状金属トーションバーは、前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、請求項12~15のいずれか一項に記載のインサート成形トーションバーヒンジ形成方法。 The insert-molding torsion bar hinge forming method described in any one of claims 12 to 15, wherein the cylindrical metal torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation of the first hinge element and the second hinge element. 折り畳みシステムであって、
ベースと;
前記ベースに対して折り畳み可能であるように、前記ベースにヒンジ連結されている折り畳み部材と;
固定ヒンジ側及びばね負荷側を備えるインサート成形トーションバーヒンジであって、前記固定ヒンジ側は、前記ベースに固定され、前記ばね負荷側は、前記折り畳み部材と共に回転可能である、インサート成形トーションバーヒンジとを備え;
前記インサート成形トーションバーヒンジは、
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両側にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える円柱状金属トーションバーを備え;
前記固定ヒンジ側は、成形プラスチックから構成され、第1のナックルを備え、前記第1の輪郭付バー端部が前記固定ヒンジ側内に固定されて前記固定ヒンジ側に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を取り囲み、前記第1のナックルは、前記主バー本体の一部を取り囲み
前記ばね負荷側は、成形プラスチックから構成され、第2のナックルを備え、前記第2の輪郭付バー端部が前記ばね負荷側内に固定されて前記ばね負荷側に対して回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を取り囲み、前記第2のナックルは、前記主バー本体の一部を取り囲み
前記固定ヒンジ側及び前記ばね負荷側は、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成されており、前記円柱状金属トーションバーは、前記固定ヒンジ側及び前記ばね負荷側の前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、
折り畳みシステム。
1. A folding system comprising:
With base;
a folding member hingedly connected to the base so as to be foldable relative to the base;
an insert-molded torsion bar hinge having a fixed hinge side and a spring-loaded side, the fixed hinge side being fixed to the base and the spring-loaded side being rotatable with the folding member;
The insert-molded torsion bar hinge is
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends on opposite sides of the main bar body;
the fixed hinge side is constructed from molded plastic and includes a first knuckle surrounding the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the fixed hinge side and is non-rotatable relative to the fixed hinge side, the first knuckle surrounding a portion of the main bar body;
the spring-loaded side is constructed from molded plastic and includes a second knuckle surrounding the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the spring-loaded side and cannot rotate relative to the spring-loaded side, the second knuckle surrounding a portion of the main bar body ;
The fixed hinge side and the spring-loaded side are configured to rotate relative to each other along the torsion bar axis, and the cylindrical metal torsion bar generates a torsion spring torque by the relative rotation between the fixed hinge side and the spring-loaded side.
Folding system.
インサート成形トーションバーヒンジであって、
第1のヒンジ要素と;
第2のヒンジ要素と;
一部がトーションバー軸線に沿って延びる主バー本体、前記主バー本体の両端にある第1の輪郭付バー端部及び第2の輪郭付バー端部を備える、円柱状金属トーションバーとを備え;
前記第1のヒンジ要素は、前記第1の輪郭付バー端部が前記第1のヒンジ要素内に固定されて前記第1のヒンジ要素に対して回転不能であるように、前記第1の輪郭付バー端部を取り囲む、成形プラスチックを備え;
前記第2のヒンジ要素は、前記第2の輪郭付バー端部が前記第2のヒンジ要素内に固定されて前記第2のヒンジ要素に対し回転不能であるように、前記第2の輪郭付バー端部を取り囲む、成形プラスチックを備え;
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、前記トーションバー軸線上に同軸に整列され、前記トーションバー軸線に沿って互いに相対回転をするように構成され、前記円柱状金属トーションバーは、前記相対回転によってトーションばねトルクを生成する、
インサート成形トーションバーヒンジ。
An insert molded torsion bar hinge,
a first hinge element;
a second hinge element;
a cylindrical metal torsion bar having a main bar body extending in part along a torsion bar axis, and first and second profiled bar ends at opposite ends of the main bar body;
the first hinge element comprises molded plastic surrounding the first profiled bar end such that the first profiled bar end is fixed within the first hinge element and cannot rotate relative to the first hinge element;
the second hinge element comprises molded plastic surrounding the second profiled bar end such that the second profiled bar end is fixed within the second hinge element and cannot rotate relative to the second hinge element;
the first hinge element and the second hinge element are coaxially aligned on the torsion bar axis and configured for relative rotation with respect to one another along the torsion bar axis, and the cylindrical metal torsion bar generates a torsion spring torque due to the relative rotation.
Insert-molded torsion bar hinges.
前記第1のヒンジ要素及び前記第2のヒンジ要素は、互いに隣接しており、前記円柱状金属トーションバーは、前記第1のヒンジ要素から前記第2のヒンジ要素を通って延び、前記第2のヒンジ要素に曲がって戻るように湾曲している、請求項18に記載のインサート成形トーションバーヒンジ。 The insert-molded torsion bar hinge of claim 18, wherein the first hinge element and the second hinge element are adjacent to one another, and the cylindrical metal torsion bar is curved so that it extends from the first hinge element through the second hinge element and bends back into the second hinge element.
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